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与膨润土相关的聚合物/黏土纳米复合材料的分类

时间:2014-05-21 10:06:33

作者:世邦机器

聚合物/黏土纳米复合材料的分类

根据复合材料中黏土片层在聚合物基体内的分散状态的不同,可分为以下3类。

(1)常规复合材料 即复合材料中黏土一般保持原有的聚集状态,膨润土的硅酸盐片层并没有发生层间扩展等结构上的变化,聚合物大分子没有进入硅酸盐片层,黏土仅起到常规填料的作用。

(2)插层型纳米复合材料 在插层型纳米复合材料中,聚合物进入膨润土颗粒并插入硅酸盐片层间,层间距因大分子的插入而明显增大,但片层之间仍存在较强的范德化作用力,片层与片层的排列仍是规整有序的。

(3)剥离型纳米复合材料 聚合物分子大量进入膨润土片层间,黏土片层完全剥离,层间相互作用力消失,叠层结构被彻底破坏,硅酸盐片层以单一片层状无序而均匀地分散于聚合物基体中。

制备聚合物/黏土无机纳米复合材料一般采用插层复合法。插层复合法又分为以下两种。

原位插层聚合法即首先将聚合物单体分散,插入层状膨润土片层间,然后进行原位聚合,利用聚合时放出的大量的热,克服硅酸盐片层间的库仑力,从而使硅酸盐片层与聚合物以纳米尺度复合。

聚合物插层法此法又分为聚合物溶液插层和聚合物熔体插层。聚合物溶液插层是聚合物的单分子链在溶液中借助于溶剂而插层进入膨润土的硅酸盐片层间,然后再挥发掉溶剂,形成纳米复合材料;聚合物熔体插层是先将聚合物高温熔融,在静止或剪切力的作用下直接插层进入膨润土的硅酸盐片层间。膨润土生产工艺比较复杂,对膨润土生产线上的要求也是比较高的。相比之下,溶液插层需要适当的溶剂来同时溶解聚合物和分散硅酸盐黏土,并且大量的溶剂不易回收,对环境不利,而熔体插层不需溶剂,无环境污染,因而是具有有工业化应用前景的方法。

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